亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        磁浮列車電磁輻射仿真與驗(yàn)證評估技術(shù)研究

        2020-09-10 07:55:40沈國慶鄭東王彥碧
        環(huán)境技術(shù) 2020年4期
        關(guān)鍵詞:磁懸浮列車電磁輻射限值

        沈國慶 ,鄭東 ,王彥碧

        (武漢船舶通信研究所,武漢 430205)

        引言

        磁懸浮列車作為現(xiàn)代軌道交通工具之一,具有快速、便捷、低耗和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),其應(yīng)用前景十分廣闊。磁浮列車基于電磁浮原理,通過電磁力實(shí)現(xiàn)列車與軌道之間的無接觸地浮和導(dǎo)向,再利用直線電機(jī)產(chǎn)生的電磁力牽引列車運(yùn)行。磁浮列車主要由浮系統(tǒng),推進(jìn)系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)等三大部分組成,主要電力電氣設(shè)備包括大功率逆變器、高壓異步直線電機(jī)以及大電流電力驅(qū)繞組,涵蓋軌道交通通信信號處理、牽引制動和運(yùn)行控制等關(guān)鍵技術(shù)。

        德國、日本、中國、美國、韓國是世界上目前有磁浮列車試驗(yàn)或營運(yùn)路線的國家,表1為典型磁浮列車系統(tǒng)一覽表。

        近年來,研究人員主要關(guān)注高鐵等軌道交通的運(yùn)行時(shí)速和安全可靠性以及牽引變電裝置的電磁輻射特性。例如,國外學(xué)者Baranowski S等人對牽引變電所及其主變壓器從時(shí)域等效電路模擬角度完成了電磁干擾、輻射反射等電磁兼容性分析[1,2]。目前,據(jù)查證,國內(nèi)外學(xué)者研究更多的也是磁懸浮列車的運(yùn)行時(shí)速、穩(wěn)定性和安全性,對磁懸浮列車在正常行進(jìn)過程中對外電磁輻射及其對人員和周邊公共區(qū)域環(huán)境的影響研究則相對較少。

        本文第1部分介紹了我國某型中低速磁浮列車的主要電磁輻射源,并采用多線傳輸線方法MIL完成了數(shù)學(xué)建模和電磁仿真分析,第2部分給出了磁浮列車電磁輻射測試依據(jù)及其對外輻射的電磁環(huán)境控制限值,第3部分以我國正在運(yùn)營中的某典型磁懸浮列車為研究對象,開展了磁懸浮列車運(yùn)行過程中的電磁輻射環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測,并對測試結(jié)果分析和評估。第4部分得出相關(guān)結(jié)論。

        表1 典型磁懸浮列車系統(tǒng)一覽表

        1 建模和仿真

        我國某型中低速磁浮列車(供電電壓25 kV,最高時(shí)速100 km)的主要電磁輻射源來自于單相交流電源系統(tǒng)和大功率AC-DC-AC逆變器、高壓異步直線電機(jī)以及大電流電力驅(qū)繞組、大功率牽引及控制系統(tǒng)。例如,大功率逆變器產(chǎn)生的強(qiáng)瞬態(tài)脈沖干擾可以傳導(dǎo)的形式注入到整個(gè)磁浮系統(tǒng),將對后者功能性能產(chǎn)生較嚴(yán)重的安全性影響。上述在軌電力電氣設(shè)備的瞬態(tài)電流變化量是主要的傳導(dǎo)干擾源,將會形成對供電回路產(chǎn)生二次輻射,并以噪聲電流的形式在整個(gè)回路存在。

        本文采用多線傳輸線方法對整個(gè)磁浮列車進(jìn)行電磁建模。具體來講,磁浮列車可作為一個(gè)集總網(wǎng)絡(luò),其模型是通過沿線布置合適數(shù)量的集中電網(wǎng)來獲得。 在頻域中,每個(gè)截面可以方便地用鏈參數(shù)矩陣來描述,而連續(xù)兩個(gè)截面之間的互連則用定義每個(gè)特定集總網(wǎng)絡(luò)的電壓/電流輸入/輸出關(guān)系來描述。其多線傳輸線集總網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型如公式(1)所示[3]:

        式中:

        Vi,k、Ii,k—第k節(jié)輸入電壓和輸入電流;

        Vo,k、Io,k—第k節(jié)輸出電壓和輸出電流矢量;

        lk—距離;—鏈參數(shù)矩陣。

        該矩陣的第k節(jié)集總參數(shù)的線性表達(dá)式如公式(2)所示:

        式中:

        Ai,k、Bi,k—輸入電流和輸入電壓矩陣;

        Ao,k、Bo,k—輸出電流矩陣和輸出電壓矩陣;—源列矢量。

        圖1為采用MTL方法[4]仿真計(jì)算的50~110 kHz頻段范圍內(nèi),磁浮列車12 m處的輻射磁場仿真圖。由圖1可見,50~110 kHz頻率范圍內(nèi),作為輻射源的磁浮列車的輻射磁場在-10~70 dBuA/m范圍內(nèi),且磁場分布呈現(xiàn)時(shí)域周期性結(jié)構(gòu)變化,頻率越高,磁場分布重復(fù)頻率越高,持續(xù)時(shí)間越短(例如70 kHz,持續(xù)時(shí)間為20 s左右)。

        圖1 磁浮列車輻射磁場仿真分布圖

        2 電磁輻射測試依據(jù)及電磁環(huán)境控制限值

        磁浮列車對外電磁輻射測試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)主要是IEC 62236-2-2008Railway Applications—Electromagnetic Compatibility—Part 2: Emission of the Whole Railway System to the Outside World和GB/T 24338.2-2011 《軌道交通電磁兼容第2部分:整個(gè)軌道 系統(tǒng)對外界的發(fā)射 》以及GB/T 24338.3-2009 《軌道交通電磁兼容第3-1部分:機(jī)車車輛 列車和整車》[5-7]。

        磁浮列車電磁環(huán)境控制限值主要參考IEEEStd-C95.1-2005、IEEE-Std-C95.6-2002、ICNIP-2010以 及GB8702-2014[8-12]。其 中,IEEE-Std-C95.1-2005和IEEE-Std-C95.6-2002IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields對公共區(qū)域電磁場最大允許暴露限值如表2所示。國際非電離防護(hù)委員會標(biāo)準(zhǔn)ICNIRP-2010Guidelines for limiting exposure to timevarying electric and magnetic fields,詳細(xì)規(guī)定了1 Hz~100 kHz和100 kHz~300 GHz頻段電場和磁場的暴露限值,如表3所示。GB 8702-2014《電磁環(huán)境控制限值》主要關(guān)注的是電磁輻射環(huán)境對公共區(qū)域人體和周邊環(huán)境的積累效應(yīng),相關(guān)限值如表4所示。

        表2 IEEE C95.1-2005和IEEE C95.6-2002公共區(qū)域電磁場最大允許暴露限值

        表3 ICNIRP-2010公共區(qū)域暴露限值

        表4 GB 8702-2014公共暴露限值

        3 磁浮列車電磁輻射測試驗(yàn)證及評估

        3.1 測試內(nèi)容和監(jiān)測方法

        如圖2所示,首先利用傳感器法測試無磁浮列車經(jīng)過時(shí)的電場和磁場,然后利用傳感器法測試有磁浮列車經(jīng)過時(shí)的電場和磁場。在傳感器法測試的基礎(chǔ)上,再利用天線法測試無磁浮列車經(jīng)過時(shí)的背景電場,最后利用天線法測試有磁浮列車經(jīng)過時(shí)的脈沖電場。傳感器法主要是測試場強(qiáng)的大致量級和保護(hù)測試接收機(jī)不致輸入過大而燒毀,天線法主要測試場強(qiáng)的準(zhǔn)確數(shù)值。圖中測試距離d選為距離磁浮列車車體5 m、10 m和20 m。

        無車經(jīng)過時(shí)測試的電磁環(huán)境定義為本底電磁環(huán)境電平,有車經(jīng)過時(shí)測試的電磁環(huán)境定義為實(shí)測電磁環(huán)境電平。現(xiàn)場測試場景如圖3所示。

        圖2 磁浮列車電磁輻射場測試方法示意圖

        圖3 磁浮列車電磁輻射場現(xiàn)場測試場景

        3.2 測試結(jié)果分析

        3.2.1 低速行進(jìn)狀態(tài)

        圖4(a)所示為磁浮列車低速進(jìn)出站監(jiān)測的磁場均方根值隨頻率及距離變化曲線。由圖可見,在1 Hz~100 kHz頻段內(nèi),無磁浮列車經(jīng)過時(shí),5 m、10 m、20 m處的磁場電磁環(huán)境即本底磁場電磁環(huán)境均在0.011 2 A/m即11.2 mA/m以下。有車經(jīng)過時(shí),距離列車5m處的實(shí)測磁場均在0.088 A/m即88 mA/m以下;距離列車10 m米處的實(shí)測磁場均在0.046 A/m即46 mA/m以下;距離列車20 m處的實(shí)測磁場均在0.036 A/m即36 mA/m以下。另外,在10 kHz以內(nèi),磁場隨著距離的增加而明顯減小;在10 ~100 kHz之間時(shí),10 m處的實(shí)測綜合磁場已與本底環(huán)境電平趨于重合。

        圖4(b)所示為磁浮列車低速行進(jìn)狀態(tài)下監(jiān)測的電場隨頻率及距離變化曲線。由圖可見,9 kHz~18 GHz頻段內(nèi),5 m、10 m、20 m處的本底環(huán)境電場在20~103.4 dBuV/m之間,30 MHz~1 GHz頻段內(nèi),實(shí)測電場值隨著頻率的增加而振蕩增加,說明該頻段內(nèi),磁浮列車的用頻設(shè)備較多,頻譜特征明顯,27.096 MHz為磁浮列車典型頻譜特征頻點(diǎn),該頻點(diǎn)處實(shí)測脈沖電場值比本底高34.2~46.6 dB,此外39 MHz、135 MHz、159 MHz、470.47 MHz均為典型頻譜特征頻點(diǎn),各頻點(diǎn)實(shí)測脈沖電場值比本底高19~57.1 dB。1~18 GHz頻段內(nèi),5 m、10 m、20 m處的實(shí)測脈沖電場基本重合。

        圖4 磁浮列車低速行進(jìn)狀態(tài)下實(shí)測磁場及電場隨頻率及距離變化關(guān)系曲線

        圖5 磁浮高速行進(jìn)狀態(tài)下實(shí)測磁場及電場隨頻率及距離變化關(guān)系曲線

        3.2.3 磁浮列車典型頻譜(見圖6)

        3.2.2 高速行進(jìn)狀態(tài)

        由圖5(a)可見,在1 Hz~100 kHz頻段內(nèi),無磁浮列車經(jīng)過時(shí),5 m、10 m、20 m處的綜合磁場電磁環(huán)境均在0.021 6 A/m即21.6 mA/m以下。有車經(jīng)過時(shí),距離列車5 m處的實(shí)測綜合磁場均在10.08 mA/m以下;距離列車10 m米處的實(shí)測綜合磁場均在14.8 mA/m以下;距離列車20 m處的實(shí)測綜合磁場均在30.56 mA/m以下。

        圖5(b)可見,9 kHz~18 GHz頻段內(nèi),5 m、10 m、20 m處的本底脈沖電場在12.6~92.9 dBuV/m之間,27 MHz~1 GHz頻段內(nèi),實(shí)測脈沖電場值隨著頻率的增加而振蕩增加,說明該頻段內(nèi),磁浮列車的用頻設(shè)備較多,頻譜特征較明顯;27.096 MHz和81.53 MHz為磁浮列車典型頻譜特征頻點(diǎn),該兩頻點(diǎn)處實(shí)測脈沖電場值分別比本底高39.9~55.7 dB以及22.5~33.3 dB;此外433.6 MHz、470.47 MHz均為典型頻譜特征頻點(diǎn),各頻點(diǎn)實(shí)測脈沖電場值比本底高22.5~52.8 dB。1~18 GHz頻段內(nèi),5 m、10 m、20 m處的實(shí)測脈沖電場基本重合。

        通過對磁浮列車在低速和高速狀態(tài)下的實(shí)測結(jié)果及其典型頻譜,可以獲知:

        1)在1 Hz~100 kHz頻段內(nèi),磁浮列車綜合磁場實(shí)測值在10 m距離處與無車經(jīng)過時(shí)本底電磁環(huán)境基本接近或在同一數(shù)量級,且均小于90 mA/m。

        2)在9 kHz~18 GHz頻段內(nèi),中低速磁浮列車脈沖電場實(shí)測值在10 m距離處與無車經(jīng)過時(shí)本底電磁環(huán)境基本接近趨于重合,且均小于110 dBuV/m。

        圖6 磁浮列車典型頻譜特征

        圖7 磁浮列車對外電磁輻射場與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值對比曲線

        3.3 綜合評估

        圖7為磁浮列車在不同距離處對外輻射的電磁場量值與IEEE C95.1/C95.6,ICNIRP-2010以及GB 8702-2014對應(yīng)頻段限值的對比曲線。由圖可見,磁浮列車對外電磁輻射量值遠(yuǎn)低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值要求,具有約30 dB電磁安全裕量,對周邊環(huán)境和人員的影響極小。

        另一方面,參考表2至表4中的限值結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù),磁懸浮列車電磁環(huán)境可按照如下數(shù)學(xué)模型即公式(3)至公式(5)進(jìn)行評估。由數(shù)學(xué)模型計(jì)算可得,磁懸浮列車電磁環(huán)境滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

        4 結(jié)論

        本文采用多線傳輸線MTL方法,對磁浮列車電磁輻射場進(jìn)行了電磁建模與仿真分析,并基于IEC/IEEE和ICNIP標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)場測試驗(yàn)證了其在不同運(yùn)行狀態(tài)下的電磁輻射場,開展電磁環(huán)境評估工作。研究表明:50~110 kHz,磁浮列車12 m處的輻射磁場呈周期性結(jié)構(gòu)分布,仿真的最大值為69.4 dBuA/m;1 Hz~120 kHz頻段內(nèi),磁浮列車的輻射磁場小于90 mA/m(10~120 kHz時(shí),實(shí)際測試61~69 dBuA/m);在9 kHz~18 GHz頻段內(nèi),磁浮列車的輻射電場均小于110 dBuV/m(0.316 V/m),磁浮列車對外電磁輻射量值比相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)限值至少低30 dB,對周邊環(huán)境和居民區(qū)的電磁輻射安全基本無影響。

        猜你喜歡
        磁懸浮列車電磁輻射限值
        4.微波爐的電磁輻射大嗎?
        貼地飛行器——磁懸浮列車
        風(fēng)馳電掣
        ——磁懸浮列車穩(wěn)步發(fā)展
        工程(2021年7期)2021-12-30 06:55:22
        論電磁輻射對環(huán)境的污染及防護(hù)措施
        活力(2019年15期)2019-09-25 07:21:58
        關(guān)于廢水排放特別限值的思考
        遼寧省遼河流域石油煉制排放限值的制定
        時(shí)速600千米磁懸浮列車真的來啦!
        中美煉鋼行業(yè)污染物排放限值研究
        環(huán)境保護(hù)部解讀新發(fā)布的大氣污染物特別排放限值
        電磁輻射儀在確定上覆煤柱及采空區(qū)探測中的應(yīng)用
        女人被弄到高潮的免费视频| 亚洲av大片在线免费观看| 国产一区二区三区啊啊| 东京热久久综合久久88| 男人边吻奶边挵进去视频| 丁香六月久久| 亚洲精品中文字幕乱码无线 | 欧美巨大性爽| 男女高潮免费观看无遮挡| 无色码中文字幕一本久道久| 成 人 免 费 黄 色| 亚洲综合无码一区二区三区| 国产裸体AV久无码无遮挡| 亚洲女人的天堂网av| 亚洲熟妇少妇任你躁在线观看无码| 国产精品久久久久久久成人午夜| 男女上床视频在线观看| 日本一区二区三区视频免费观看| 亚洲日产一线二线三线精华液| 亚洲一区二区在线| 日韩av中文字幕少妇精品| 色欲一区二区三区精品a片| 无遮挡边摸边吃奶边做视频免费| 欧美成人精品福利在线视频| 国产在线精品观看一区二区三区| 精品久久人妻av中文字幕| 亚洲中文无码成人影院在线播放| 国产天堂av手机在线| 国产剧情一区二区三区在线| 亚洲日韩一区二区三区| 国产成人精品三级在线影院| 人妻少妇被猛烈进入中文| 中国午夜伦理片| 乱码一二区在线亚洲| 一级一片内射在线播放| 曰韩内射六十七十老熟女影视 | 人妻久久久一区二区三区蜜臀 | www.亚洲天堂.com| 国产亚洲熟妇在线视频| 人妻少妇精品中文字幕av| 一本到无码AV专区无码|